钻孔灌注桩后注浆工艺及质量控制

钻孔灌注桩后注浆工艺及质量控制

王杏芬

王杏芬广西廉凯建筑安装工程总公司广西北海536100

摘要：钻孔灌注桩是工程项目建设中常用的一种基础桩型，其施工质量关系着桩基的承载力能否满足工程的需要。本文结合工程实例，重点介绍了钻孔灌注桩后注浆工艺及其质量控制，以确保钻孔灌注桩的质量，保证其承载力。

关键词:钻孔灌注桩；施工工艺；桩基工程；质量控制

随着我国社会经济建设步伐的不断加快，高层建筑及地下空间开发的桩基基础施工工程数量日益增多，对桩基施工提出了新的要求。钻孔灌注桩作为常用的基础桩型，具有适应性强、成本适中、单桩承载能力高和施工速度快的优点，特别是采用钻孔灌注桩后注浆施工技术，能够有效地提高单桩承载力。但是，在实际施工过程中，由于桩基工程施工工艺环节较多，技术要求比较高，一旦在施工中稍有不慎或控制不严，容易出现的质量问题，影响工程的整体质量。因此，有必要加强对施工准备、成孔、清孔、开塞和注浆等施工过程的质量控制，采取有效的措施，提高钻孔灌注桩成桩的质量。

1工程概况

某建筑桩基工程，总占地面积30478m2，地下2层，φ1000mm钻孔灌注桩232根，φ800mm钻孔灌注桩1266根，本工程所有桩均为钻孔灌注桩，桩承载形式为摩擦桩。φ1000mm为长桩，平均有效桩长36.3m。

2钻孔灌注桩成桩的施工工艺

2.1平整场地

施工场地应用压路机碾压密实，一般填筑高度约为40cm，碾压后可以避免桩机施工过程中产生不均匀沉陷，影响工程质量。本工程在施工前已根据场地内桩机的走向路线讲场地内硬化处理，以满足钻孔灌注桩的施工作业条件。

2.2埋设护筒

本工程护筒采用3mm～5mm钢板制作，根据桩径不同，直径分别为1100mm和900mm，上设排浆口。为保证护筒刚度，防止其发生变形，在护筒的上、中、下部各另设1道加强肋。具体埋设方法为：用人工挖深0.7m～1.0m后，将护筒放置妥后压入土层中，并用十字线法复查其中心与桩位相吻合：用黏土对护筒四周进行分层回填夯实；桩位采用全站仪测定，并用十字线法确定护筒的埋设位置，护简埋设位置应与桩位相吻合。埋设完毕的护筒中心与桩位偏差不得大于20mm。

2.3钻进取孔

(1)根据地质勘探资料，画出钻孔灌注桩施工导示图，推算各桩端进入的深度。

(2)钻机就位安装必须调整到平整、稳固，天车、磨盘中心与设计桩位中心成一线，偏差不大于2cm。在钻进过程中，应经常检查主动钻杆的垂直度和机架的平稳。

(3)在钻进过程中，根据钻机性能及土层情况，随时观察钻杆进尺、泥浆颜色和岩屑成分的变化，以便及时了解地层的变化和孔内异常情况，并做好记录。

(4)根据本工程的地层情况，应经常检查钻头直径，发现不符合桩径时应及时进行修复，以防钻头磨损后而影响孔径。钻头直径必须符合设计要求的孔径。根据本区地层情况，采用三翼钻头。

(5)在钻进过程中，根据不同的地层情况，合理调制泥浆性能，减少孔壁泥皮厚度，提高桩身侧阻力。采用优质泥浆造孔，防止缩径、塌孔，保证桩身直径。

(6)为保证成孔质量，防止相邻桩串孔，在施工时，首先应保证其安全距离应大于4倍桩径，或最少间隔时间不少于36h，否则必须采取跳隔施工的方法。

(7)钻进时，注意钻机的振动、钻头的反响情况和钻进速度，确定钻头是否已进入持力层。

(8)当钻至含砂粉质黏土、粉质黏土层时，应控制钻进速度及泥浆质量。应采用相对密度大的优质泥浆护壁，使其在孔壁形成致密的泥皮，在孔内产生较大的静水压力来平衡承压水头，以保证孔壁的稳定。

(9)在钻进上述地层过程中，可能会出现流砂或漏浆情况，若不及时解决，将可能导致坍孔等事故。若出现此情况，可调节泥浆质量，在泥浆中加入惰性材料，如锯木粉、黏土球、麻刀等。

(10)在施工过程中，经常检测泥浆的性能，若发现承压水浸入泥浆，应立即在泥浆中掺入膨润土粉和化学试剂来改善泥浆的性能，以保证护壁质量。

2.4第1次清孔

清孔的目的是为了清除悬浮在造孔泥浆中的碎屑和孔底的淤积物，确保沉渣满足设计要求。钻至设计要求孔深后，继续用钻机一面对孔底进行>中洗，一面换出废浆，为第2次清孔创造条件。

2.5钢筋笼制作与吊装

(1)钢筋笼制作。主筋分布与加劲箍连接按设计要求的尺寸在专用工作台上点焊成形后，再按设计要求的间距尺寸缠绕螺旋箍筋，并与主筋点焊。同一断面内焊接接头数量不得大于50％，且应均匀错开布置。焊接质量应符合规范要求。

(2)为保证质量，两段之间的搭接长度为≥10d(d为钢筋直径)。

(3)根据桩架卷扬机起吊能力将其分段制作，确保吊放入孔时垂直放入。

(4)为使钢筋笼不卡住导管接头，主钢筋接头的焊接应沿环向筋并列，严禁沿径向并列。

(5)钢筋笼在沉放前必须安装好混凝土保护块，同时由质检人员对钢筋笼的尺寸、焊接点等严格检查合格后，方可吊运沉放，并作好记录。

(6)当承压试验的锚桩和抗拔试桩的主筋直径≥25mm时，采用机械连接(挤压套筒或直螺纹连接)：<25mm及其余桩的主筋，采用单面焊10d连接，隔根错开，接头间净距≥500mm。

(7)吊放入孔前，先检查钢筋笼是否变形，若发现有变形，应修理后再使用。吊置钢筋笼入孔时，应保持垂直并缓慢放入，防止碰撞孔壁，并在放入后采取措施固定其位置。

(8)焊接成整体沉放前，应必须严格检查合格，并待焊缝自然冷却8min～i0min后，方可沉入孔中，以防淬火而使焊缝变脆，保证钢筋笼的焊接质量。

2.6下放导管、第2次清孔

(1)清孔的目的是为了清除悬浮在造孔泥浆中的碎屑和孔底的淤积物。孔底沉渣是影响桩身承载力的主要原因之一，因此必须确保沉渣满足设计要求。

(2)悬浮在凿孔泥浆中的碎屑和孔底的淤积物在吊放钢筋笼和沉放导管时，可能会再次沉入桩孔底部，最终不能被灌入的混凝土>中击上浮，影响桩身质量，因此必须利用导管进行第2次清孔。此时，应待钢筋笼、导管下好后，采用导管加闷盖，高压注入优质泥浆进行清孔，保证孔底泥渣符合设计要求。

(3)若在上述清孔方法不能满足设计要求的情况下，在导管内插入通风管，启动空压机进行气举反循环清孔，同时补给性能好、相对密度相对较小的优质泥浆，以置换孔底相对密度较大的泥浆和沉渣，直至沉渣厚度、孔口返浆密度均符合设计要求。

2.7浇筑水下混凝土

(1)原材料必须有质保单，进场前必须按规定做复检试验，合格后方可用于本工程。

(2)混凝土搅拌时间每车应不小于90S。

(3)水下混凝土采用直升导管法灌注，导管内径为25cm，导管节数、长度根据孔深和工艺要求配置。导管使用前应进行水密、承压和接头抗拉等试验。下放导管时，应先放至孔底，复测上、下孔深，再提管30cm～50cm待浇。导管下放和拆卸依照实际情况填写导管下放拆卸记录。

(4)混凝土浇筑时，初灌量必须符合规范规定且要连续浇筑，为保证整根桩的混凝土浇注在初凝前结束，在混凝土中掺入缓凝剂(TD-1型木质素磺酸盐类混凝土外加剂)，以延缓初凝时间，并采用机动反斗车运输来缩短混凝土的运输时间。在浇筑过程中，应控制好桩身混凝土的充盈系数、密实度与坍落度。

(5)随着孔内混凝土面的上升，要适当提升和拆卸导管。提升导管前，必须测定导管内外混凝土面的标高，计算出导管埋在混凝土内的实际长度，再拔动导管。导管埋入混凝土面的深度宜为0.3m～0.6m，最小埋入深度不得小于2m。严禁把导管底端提出混凝土面，以确保桩身混凝土的连续性。

(6)为防止钢筋笼上浮，在估计混凝土面将达到钢筋笼底部时，用测绳在导管外面测量混凝土面，从钢筋笼底部以下500mm开始减缓浇注速度(严禁拔动导管)，待钢筋笼埋入混凝土内2m～3m时，再按正常速度灌注。

(7)混凝土导管漏水会致使混凝土严重离析，此时应及时更换导管管段连接处的止水接头和密封垫圈，同时清除管内残存混凝土，洗净管内壁，>中洗已浇混凝土面，吸出沉渣，重新浇筑混凝土。

(8)为防止混凝土导管堵塞，应改进隔水塞制作工艺，修正导管内壁平直度和外形，同时在下放导管时将导管扶正对中。若发现有混凝土进入导管，应及时进行清除。混凝土倾倒入料斗时不宜过猛，可在料斗内安装管子作引气。

3桩底压力注浆设计要求及质量控制标准

3.1设计要求

(1)本工程φ1000mm钻孔灌注桩在成桩后7d～25d开始桩底注浆，注浆水泥采用P.0.325普通硅酸盐水泥，等级为C30，注浆根数为219根。

(2)注浆管采用2根φ35mm、壁厚3.25mm的钢管，并使钢管的底端呈尖形开口。钢管底端50cm左右钻若干个φ8mm小孔，用绝缘胶布加胶带包裹，以防小孔被浇桩的混凝土堵塞。

(3)浆液水灰比控制在0.5～0.7，注浆水泥量3000kg／根(对于桩底附近有⑧-2夹层承压桩，每根增加1t的水泥)，注浆压力宜控制在2HPa～6MPa。

(4)桩端后注浆以注入水泥量为主控因素，以注浆压力为副。若注浆压力大于6MPa时，可以进行二次注浆，间隔时间一般在40min～60min为宜。桩端后注浆宜在成桩7d后用清水进行开塞。预埋2根注浆管的桩，在注浆时，第1根注浆量控制在60％左右，第2根注浆量控制在40％左右。

3.2注浆管的制作和安放

每根桩的注浆管采用2根φ35mm、壁厚为3.25mm的钢管。注浆头的制作方式如下：首先将浆管底压成尖形然后在管底约30cm长均匀设16φ6mm@40mm的射流孔，并外包绝缘胶布；最后用硬包装带再包扎1层。

考虑到本工程地质情况，结合钢筋笼的下放实际问题，决定注浆管待钢筋笼下好后沿钢筋笼内侧对称且垂直下放，管底端比钢筋笼长约300mm。管子连接采用外接短套管≥6cm进行焊接。注浆管一直通到桩顶并高出地面约300mm，管顶端采用软木塞封闭。

3.3开塞

压水试验的情况是选择注浆工艺参数的重要依据之一，压水试验还担负探明并疏通注浆通道，提高桩底可灌性的特殊作用。

钻孔灌注桩成桩7d后，向注浆管注入清水开塞。开塞压力一般控制在2MPa～4MPa，压水量一般控制在0.6m3左右。如一管压水，另一管冒水，则需将两管连通，或用单管开塞压水。水不断注入也说明己开塞成功。

3.4注浆

(1)浆液浓度

浆液浓度的控制原则一般为：依据压水试验情况选择初注浓度，通常先用稀浆、随后渐浓，最后注浓浆(水灰比一般为0.5～O.7)。在可灌的条件下，尽量多用中等浓度以上浆液，以防浆液作无效扩散。调配不同浓度的注浆浆液，并采用相应的注浆压力，才能做到将有限浆量送达并驻留在桩底有效空间范围内。

(2)注浆压力及注浆量

本工程桩底注浆压力控制在2MPa～6MPa。在注浆过程中，桩底的可灌性的变化直接表现为注浆压力的变化。可灌性好则注浆压力较低，一般在0.4MPa～4MPa；反之，若可灌性较差，注浆压力势必高，可达4HPa～10HPa。浆液的扩散直径与灌浆压力的大小密切相关，较高的注浆压力能使一些微细孔隙张开，有助于提高可灌性，还有助于挤出浆液中的多余水分，使浆结合体的强度得到提高。但是，一旦灌浆压力超过桩的自重和摩阻力时，就有可能使桩上抬致桩悬空。

合理的注浆量应由桩端、桩侧土层类别、渗透性能、桩径、桩长、承载力增幅要求、沉渣量等诸因素确定。对于φ800mm基桩的注浆量(水泥质量)控制在2t，对于φ1000mm的注浆量(水泥质量)控制在3t。对于桩底附近有⑧-2夹层的承压桩(φ1000mm的桩)，应根据地质报告和钻进情况进行确定后，每桩增加1t的水泥。

在实施注浆中，还需根据压水试验情况及注浆过程中的反应适当调整注入量，并通过对注浆压力、浆液浓度、注浆方法诸因素的调控。所以桩底后注浆，以注入水泥量为主控因素，以注浆压力为辅控。

3.5注浆顺序

注浆时间安排在同一承台成桩完毕7d后进行，但周边8m～10m范围内的工程桩需成桩。

在注浆过程中，总的部署为“先四周后中心”，但属于同一承台内的桩或临近的桩，宜同时注浆。此外，对同一根桩应边开塞边注浆，应防止开塞后长时间不注浆。

3.6注浆终止

注浆总量和注浆压力均达到设计要求，同时注浆总量已达到设计值的75％，且注浆压力超过设计值(6MPa)时，注浆终止。

3.7注浆后的保养龄期

根据以往的施工经验，通常要求注浆后保养至少15d以上，最好保养28d，才能做静载试验。

4结语

后注浆技术的推广应用，极大地提高了桩基工程钻孔灌注桩的承载力，减少桩的变形，是一项经济效益较好的桩基工程施工技术。但由于其作用机理复杂，注浆效果、施工工艺和浆液性质容易受到其他因素的影响很大。所以施工人员应加强施工过程中的质量控制工作，以期实现更好的注浆效果。

参考文献

[1]赵文峰.钻孔灌注桩后注浆施工工艺及监理控制要点[J].中国科技财富,2011年第10期

[2]刘建平.钻孔灌注桩孔底注浆施工技术和质量控制要点[J].价值工程,2010年第31期